继电器熔焊特性及其与触点分断操作的关系

研究了继电器触点寿命试验过程中燃弧时间与操作次数间的时序关系,指出熔焊现象的发生具有随机性和突发性,在发生熔焊现象之前,触点燃弧时间仍相对稳定,没有呈现逐步递增或递减的趋势.试验研究还发现,分断过程会造成熔焊,且分断熔焊强度可能高于闭合熔焊强度,其主要原因在于前者是触点分离过程中存在弹跳电弧;后者是触点闭合过程中会发生动静触点间的滑动磨擦,使部分焊点断裂而减小熔焊力.     

电触头表面裂纹扩展机理研究

采取不同电流等级及不同触头闭合压力,对银基触头材料表面的裂纹扩展现象进行了分析研究．通过实验分析证实,电弧能量和触头闭合压力是造成触头材料表面产生裂纹的重要原因．同时,给出了触头材料在电弧能量和触头闭合压力双重载荷作用下裂纹产生与扩展的条件．     

直流电弧对制备工艺和添加剂不同的Ag/SnO2触头材料的侵蚀研究

利用研制的小容量ASTM触头模拟动作与电性能测试系统,在直流14V、10A、灯负载条件下,对采用雾化法、混粉法和化学法3种制备工艺,添加WO3、Bi2O3、CuO与In2O3微量添加剂的8种Ag/SnO2触头材料,分别进行了45,000次连续通断试验.期间测量了8种Ag/SnO2触头材料的质量、燃弧能量、熔焊力、燃弧时间、触头温度和接触电阻,用SEM和EDAX测量与分析了8种Ag/SnO2触头材料的表面形貌与微区组份,对比分析了直流电弧对继电器环境下采用不同制备工艺和微量添加剂的Ag/SnO2触头材料的侵蚀性能.     

电触头表面裂纹形成及扩展的能量平衡方程

采用不同电流等级及不同触头闭合压力,对银基触头材料表面的裂纹扩展现象进行了分析研究。建立了电弧作用下电触头表面裂纹形成及扩展的能量平衡方程在此基础上,给出了电触头在电弧能量和触头闭合压力双重载荷作用下裂纹产生与扩展的临界条件。     

电源电压对继电器闭合与分断时间及触点弹跳的影响

利用商用继电器和触点模拟试验装置两种方法进行了继电器电接触试验,记录了在不同电源电压及负载电流下触点闭合与分断操作过程中电弧的电流电压波形,针对触头通断过程中出现的弹跳现象,分别定义了若干时间参数,统计分析了它们随电压升高的变化规律.研究表明:随着电源电压的升高,继电器闭合时间与分断时间均相应增长;闭合弹跳对闭合时间影响很大,分断弹跳一般发生于触点分离初期的微间隙,它对分断时间影响很小.     

电弧对弓网系统接触线温度的影响

为研究电弧位置及能量对弓网系统接触线温度的影响,利用COMSOLMultiphysics软件建立了弓网系统摩擦副温度场仿真模型,通过实验验证了模型的有效性.利用弓网电弧实验数据对高速、强电流条件下的电弧能量进行预测,并将预测结果应用到温度场仿真计算.研究结果表明:电弧能量及位置不同,对接触面温升影响很大.电弧位置对温度的影响有时大于电弧能量对温度的影响.淋雨环境下电弧燃弧时间短,燃弧个数更多,导致接触线最高温度比无雨时大,对接触面侵蚀更严重.     

电弧力对触头表面形貌特征的影响

根据触头材料电弧侵蚀的开断实验及实验后触头表面的微观分析,发现触头表面电弧侵蚀形貌特征与电弧力有直接关系。通过进一步研究,提出了电弧力是导致液态金属流动和形成液态喷溅状、斑点状形貌特征的主要原因,并进行了深入的理论分析。     

开关电弧材料侵蚀研究

根据电接触与电弧理沦,对开关电器常用的银基触头材料的电弧侵蚀现象做了试验研究,通过对试验后触头表面的微观分析得出了一些有参考意义的结论.     

电极材料对密闭腔体故障燃弧压力上升和能量平衡的影响

针对开关柜内部短路故障燃弧问题,基于实验研究了电极材料对密闭腔体中故障燃弧压力上升和能量平衡的影响。采用光电倍增管和热电偶相耦合的方法测量燃弧过程中故障电弧发射的辐射能量,基于建立的能量平衡关系定量估测了电弧焦耳热、光辐射、电极熔化和蒸发需要的能量、电极氧化反应产生的化学能和气体内能。研究表明:电极材料和电弧电流严重影响故障电弧内部的能量平衡过程,能量平衡的改变与压力上升特性密切相关;小电流(5 kA以下)情况下,电极烧蚀微弱,铜、铝和铁电极引起的压力上升差异较小;大电流(15 kA以上)情况下,铝蒸气与空气氧化反应释放大量化学能导致铝电极情况下的压力上升最高,而铁电极引起的最高电弧辐射使得其压力上升最低;随着电弧电流和电弧能量的增加,能量平衡的改变导致铜和铁电极情况下热传递系数k_p减小,而铝电极对应的k_p则趋于增大。     

多参变量下触头位置对触头分合行为的影响(Ⅱ)─簧片继电器触头振动与电接触可靠性的试验研究

分析了长簧片继电器触头分合行为的一般特点，讨论了三种重要因素对触头闭合过程振动性态的影响规律，指出触头的位置是决定电接触性能的主要因素，并且使触头迅速达到稳定闭合的最佳位置同其他参变量无关。     

新型无弧通断交流接触器结构研究

随着材料科学的发展,交流接触器的机械寿命已大大提高,但远远低于机械寿命,电寿命,这是已经成为制约交流接触器发展的瓶颈。特别是在使用类别AC-4,切换过程中产生电弧成为交流接触器电寿命的关键限制。提出了一种新型的无弧接触器结构,这种无弧交流接触器与常规交流接触器使用方法和外观完全一样,替换方便,并且还具有无弧通断的功能,大大提高了接触器的电寿命,取消了特殊材料触头的制作并避免了所有因开断电弧产生的电磁干扰和火灾风险。在断开接触器后,电源侧与负载侧具有明显的分断口,可靠地实现了电气隔离,这一点又与常规接触器的特性完全一致。     

电流电弧作用下触头表面热过程的数值计算

在电弧热源正态分布于触头表面的情况下，根据正态分布的数学特征确定了电弧能量与电弧形状关系，并建立了触头传热模型；阐明了如何利用焓法处理相变过程，如何运用无量纲化的焓H和温度θ的关系简化求解温度的过程，同时运用传热模型对电流下的触头熔化过程进行了仿真。仿真结果显示：触头熔化的体积几乎随弧根半径的增加而线性增加。     

小型密封继电器失效性分析研究

以合格及失效的小型密封继电器为研究对象，采用扫描电子显微镜对触头的表面形貌进行了分析研究，并运用四极质谱仪对小型密封继电器内部的气氛进行了分析，结果表明：失效的密封继电器内存在着较多的水蒸汽和气体碳氢化合物，其触头表面受到严重冲击磨损，污染严重；在合格的不同密封继电器内，触头表面受到的污染程度也不尽相同，对于受到明显污染的触头，其接触可靠性下降，密封继电器的寿命随之缩短，文中对造成触头失效的污染源     

真空开关触头材料低截流、高抗焊的理论研究

分析了触头截流产生机理，研究了截流与熔焊模型，讨论了触头材料特性与触头截流、熔焊的定量关系。研究结果表明，低截流与高抗焊在对触头材料性质的要求上不尽相同。增大材料的值对提高触头的抗熔焊能力和降低截流均有益处；但减小ｍａ仅仅对降低截流有利，却易于造成熔焊发生。     

真空开关触头材料低截流,高抗焊的理论研究

分析了触头截头截流产生机理，研究了截流与熔焊模型，讨论了触头材料特性与触头截流，熔焊的定量关系，研究结果表明，低截流与高抗焊在对触头材料性质的要求上下尽相同，增大材料的ψ值对提高触头的抗熔焊能力和降低截流均有益处；但减小ψｅ，Ｃｐ，λ，θｂ，ｍＡ仅仅对降低截流有利，却易于造成熔焊发生。     

粉末冶金银-钨触头材料接触电阻的改进

DZ10-100安培空气开关类所用触头材料如粉未冶金银-钨合金。它具育耐电弧、迁移小、熔焊趋势小,导电性好等特性。但由于材料中的钨易氧化,在电弧高温中触头表面易形成复杂的氧化物,使接触电阻增加,接触电阻的稳定性降低,触头温升值增高,从而降低了开关电寿命和极限分断能力。     

无电弧混合式交流接触器的研究

一、引 言 所谓混合式交流接触器是指传统有触点接触器和无触点半导体接触器的结合体。这种新型电器保留了有触点接触器和半导体接触器各自的优点,而避免了双方各自的一些弱点.众所周知,有触点常规接触器主要优点是结构简单、操作方便和价格低廉.在技术指标方面,有触点接触器在闭合状态下压降小,损耗低和过载能力高,但是在频繁通断过程中电弧时间长,触头烧损熔焊,严重影响接触可靠性和电气寿命.目前国内外交流接触器在JK3工作制下的电气寿命大体是机械寿命的～士.一般大容量接触器的机械为5*万次,这就是说。 ”’『-”’”’””””””’…     

分断电弧燃弧时间研究

电弧是造成高、低压开关电器触头故障的主要因素,本文主要从电弧的产生过程和产生原因出发,分析总结了热效应、电流、电压、分断速度等因素对金属相电弧和气相电弧燃弧时间的影响规律。     

科技成果选载

AgCdO_12/Ag电触头材料及产品的研制 含有添加元素AgCdO_12/Ag的内氧化电触头材料,具有接触电阻低、温升低、抗熔焊性能好、抗电烧损和电寿命长等优点。触头产品在国家定点的北京低压电器厂低压电器研究试验站的CJ10-40交流接触器上,通过了全部性能试验。其中电寿命超过CJ10-40的25％,达到了国内先进水平。 该材料可广泛用于继电器、接触器、开关等触头,节约了贵重的银资源;用于CJ10-40节银20％。     

气压对分断电弧两相转变过程的影响研究

研究了不同气压条件下小功率直流继电器触点电弧的分断过程,发现气压的变化对分断电弧的燃弧过程有较大影响.近似真空下燃弧过程只有金属相;1.01×105Pa时两相转变过程明显;2.01×105Pa时的两相持续时间比较长.讨论了金属相、气体相持续时间与分断电流的关系,重点研究了电压平台的变化规律.发现电压平台是燃弧过程的一个固有特征,并验证了多级电压平台的存在.这些工作对电弧的机理研究是较好的补充和发展.